紫外固化涂层溶液、制备方法、挤塑聚苯板改性方法及应用

摘要

本发明公开了一种紫外固化涂层溶液、制备方法、挤塑聚苯板改性方法及应用，按重量份计，紫外固化涂层溶液包含：100份的低聚物，10～50份的功能单体，10～50份的软单体和0.5～3份的光引发剂；紫外固化涂层溶液涂布在挤塑聚苯板上并经紫外固化改性挤塑聚苯板，改性后的挤塑聚苯板可提高其与无机砂浆之间的拉伸粘结强度及耐水拉伸粘结强度，以期实现以挤塑聚苯板为保温材料的外墙外保温工程，施工现场“无界面剂”施工；同时，本发明的固化涂层制备过程不含任何挥发性有机溶剂，且操作简单、易于工业化生产。

权利要求

1.一种改性挤塑聚苯板的应用，其特征在于，在改性挤塑聚苯板的改性面粘结砂浆；其中，所述改性挤塑聚苯板为挤塑聚苯板改性方法所制得的改性挤塑聚苯板；

所述挤塑聚苯板改性方法包括以下步骤：

步骤21、将紫外固化涂层溶液均匀涂布在挤塑聚苯板表面；

所述紫外固化涂层溶液的涂布方式包括旋涂法、二流体喷涂法和提拉法；

步骤22、对涂布后的挤塑聚苯板进行紫外光固化，完成挤塑聚苯板的改性；

所述紫外光固化包括：

将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为600W‑2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射

10‑60s；或，

2

将涂布后的挤塑聚苯板置于面功率为60‑600mW/cm 、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射10‑60s；

所述紫外固化涂层溶液，按重量份计，包含：

100份的低聚物，10～50份的功能单体，10～50份的软单体、0.5～3份的光引发剂和0.5～5份的硅烷偶联剂；

所述低聚物包括聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和双酚A型环氧丙烯酸酯中的一种或多种；

所述功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或多种；

所述软单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或多种；

所述硅烷偶联剂包括γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)和γ‑氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)中的一种或多种；

所述光引发剂包括2‑异丙基硫杂蒽酮(ITX)、4‑二甲基氨基‑苯甲酸乙酯(EDAB)、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮(1173)和1‑羟基环己基苯基甲酮(184)中的一种或多种；

所述功能单体与软单体的重量比为1∶1；

所述紫外固化涂层溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤11、在烧杯中加入功能单体和软单体，或在烧杯中加入功能单体、软单体和硅烷偶联剂；

步骤12、将光引发剂加入烧杯中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；

步骤13、将步骤12制得的溶液倒入装有低聚物的烧杯中，搅拌均匀，制得紫外固化涂层溶液。

说明书

紫外固化涂层溶液、制备方法、挤塑聚苯板改性方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑节能技术领域，具体涉及一种紫外固化涂层溶液、制备方法、挤塑聚苯板改性方法及应用。

背景技术

[0002] 挤塑聚苯板作为一种有机保温材料，具有质轻、保温隔热性能良好、吸水率低以及价格低廉等优点，广泛应用于建筑节能领域。但由于挤塑聚苯板表面光滑且为闭孔结构，与无机砂浆粘结时，无法实现有效浸润，从而导致二者之间的界面结合力较弱。

[0003] 为提高挤塑聚苯板与无机砂浆之间的界面结合力，现有采用提高挤塑聚苯板表面粗糙度及施工时在挤塑聚苯板表面人工涂刷界面剂等物理方法；上述方法虽然一定程度上提升了挤塑聚苯板与砂浆的界面拉伸粘结强度，但上述方法的现场施工质量难以把控，存在界面剂稀释过度，甚至于未使用界面剂，直接将挤塑聚苯板固定上墙的现象；由此导致的挤塑聚苯板脱落事故依然时有发生。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种紫外固化涂层溶液、制备方法、挤塑聚苯板改性方法及应用，基于紫外固化涂层溶液改性挤塑聚苯板以提升挤塑聚苯板与无机砂浆之间的拉伸粘结及耐水拉伸粘结强度。

[0005] 本发明公开了一种紫外固化涂层溶液，按重量份计，包含：

[0006] 100份的低聚物，10～50份的功能单体，10～50份的软单体和0.5～3份的光引发剂。

[0007] 作为本发明的进一步改进，按重量份计，还包含：0.5～5份的硅烷偶联剂。

[0008] 作为本发明的进一步改进，按重量份计，包含：

[0009] 100份的低聚物，10～40份的功能单体，10～40份的软单体，2～3份的硅烷偶联剂和2份的光引发剂。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述功能单体与软单体的重量比为1:1。

[0011] 作为本发明的进一步改进，

[0012] 所述低聚物树脂包括聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和双酚A型环氧丙烯酸酯中的一种或多种；

[0013] 所述功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或多种；

[0014] 所述软单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或多种；

[0015] 所述硅烷偶联剂包括γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)和γ‑氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)中的一种或多种；

[0016] 所述光引发剂包括2‑异丙基硫杂蒽酮(ITX)、4‑二甲基氨基‑苯甲酸乙酯(EDAB)、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮(1173)和1‑羟基环己基苯基甲酮(184)中的一种或多种。

[0017] 本发明还公开了一种紫外固化涂层溶液的制备方法，包括：

[0018] 步骤11、在烧杯中加入功能单体和软单体，或在烧杯中加入功能单体、软单体和硅烷偶联剂；

[0019] 步骤12、将光引发剂加入烧杯中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；

[0020] 步骤13、将步骤12制得的溶液倒入装有低聚物的烧杯中，搅拌均匀，制得紫外固化涂层溶液。

[0021] 本发明还公开了一种挤塑聚苯板改性方法，包括：

[0022] 步骤21、将上述紫外固化涂层溶液均匀涂布在挤塑聚苯板表面；

[0023] 步骤22、对涂布后的挤塑聚苯板进行紫外光固化，完成挤塑聚苯板的改性。

[0024] 作为本发明的进一步改进，在所述步骤21中，

[0025] 所述紫外固化涂层溶液的涂布方式包括但不限于旋涂法、二流体喷涂法和提拉法。

[0026] 作为本发明的进一步改进，在所述步骤22中，所述紫外光固化包括：

[0027] 将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为600W‑2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射10‑60s；或，

[0028] 将涂布后的挤塑聚苯板置于面功率为60‑600mW/cm2、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射10‑60s。

[0029] 本发明还公开了一种改性挤塑聚苯板的应用，所述应用为在改性挤塑聚苯板的改性面粘结砂浆；其中，所述改性挤塑聚苯板为上述挤塑聚苯板改性方法所制得的改性挤塑聚苯板。

[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0031] 本发明的紫外固化涂层溶液是一种快速、安全且高效的紫外固化溶液，在挤塑聚苯板生产阶段通过紫外固化涂层溶液对其进行表面改性，改善其与无机砂浆之间的表面润湿性，提高二者的拉伸粘结及耐水拉伸粘结强度；同时，本发明的固化涂层制备过程不含任何挥发性有机溶剂，且操作简单、易于工业化生产；相较于施工现场人工刷涂界面剂的方法，本发明更具可控性与稳定性，具有重要的现实意义。

附图说明

[0032] 图1为本发明一种实施例公开的挤塑聚苯板与粘结砂浆的结合示意图。

[0033] 图中：

[0034] 1、挤塑聚苯板；2、固化涂层；3、粘结砂浆。

具体实施方式

[0035] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

[0037] 本发明提供一种紫外固化涂层溶液，该紫外固化涂层溶液可在紫外光照射下迅速聚合、交联，显著提高挤塑聚苯板与无机砂浆之间的拉伸粘结强度和耐水拉伸粘结强度；在此基础上，还可通过引入可参与光聚合反应的活性硅烷偶联剂，可进一步赋予涂层良好的耐水性，从而增强挤塑聚苯板与无机砂浆的耐水拉伸粘结强度；其中，按重量份计，紫外固化涂层溶液包含：

[0038] 100份的低聚物，10～50份的功能单体，10～50份的软单体和0.5～3份的光引发剂；其中，还可进一步包括：0.5～5份的硅烷偶联剂。

[0039] 优选的，按重量份计，紫外固化涂层溶液包含：

[0040] 100份的低聚物，10～40份的功能单体，10～40份的软单体和2份的光引发剂；其中，还可更进一步包括：，2～3份的硅烷偶联剂。

[0041] 进一步，所述功能单体与软单体的重量比为1:1。

[0042] 具体的：

[0043] 本发明的低聚物树脂包括聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和双酚A型环氧丙烯酸酯中的一种或多种；低聚物树脂作为涂层溶液的主要组成部分，聚合后涂层的粘结性、柔韧性、耐老化等性能主要取决于低聚物的性质。

[0044] 本发明的功能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或多种；软单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或多种；其中，软单体主要功能是赋予涂层的初粘性和柔韧性，利于砂浆在挤塑聚苯板表面粘附；功能单体主要作用是赋予涂层+的内聚力和粘结性，同时羧基也可以为后续反应提供交联点，与砂浆中的Ca产生化学结合作用，从而提高拉伸粘结强度。

[0045] 本发明的硅烷偶联剂包括γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)和γ‑氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)中的一种或多种；其中，本发明通过添加硅烷偶联剂，可以提高挤塑聚苯板与粘结砂浆的耐水拉伸粘结强度；

[0046] 本发明的光引发剂包括2‑异丙基硫杂蒽酮(ITX)、4‑二甲基氨基‑苯甲酸乙酯(EDAB)、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮(1173)和1‑羟基环己基苯基甲酮(184)中的一种或多种。

[0047] 本发明提供一种紫外固化涂层溶液的制备方法，包括：

[0048] 步骤11、在烧杯中加入功能单体和软单体，或在烧杯中加入功能单体、软单体和硅烷偶联剂；

[0049] 步骤12、将光引发剂加入烧杯中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；其中，优选磁力搅拌30min；

[0050] 步骤13、将步骤12制得的溶液倒入装有低聚物的烧杯中，搅拌均匀，制得紫外固化涂层溶液。

[0051] 本发明提供一种挤塑聚苯板改性方法，包括：

[0052] 步骤21、将上述紫外固化涂层溶液均匀涂布在挤塑聚苯板表面；其中，涂布方式包括但不限于旋涂法、二流体喷涂法和提拉法；

[0053] 步骤22、对涂布后的挤塑聚苯板进行紫外光固化，完成挤塑聚苯板的改性；其中，紫外光固化包括：

[0054] 将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为600W‑2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下2
照射10‑60s；或，将涂布后的挤塑聚苯板置于面功率为60‑600mW/cm 、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射10‑60s。

[0055] 如图1所示，本发明提供一种改性挤塑聚苯板的应用，即挤塑聚苯板与粘结砂浆的结合结构，其包括依次设置的挤塑聚苯板1、固化涂层2和粘结砂浆3，即在改性挤塑聚苯板的改性面(固化涂层面)粘结砂浆，改性挤塑聚苯板由上述挤塑聚苯板改性方法制得。

[0056] 实施例1

[0057] 在烧杯中加入10份丙烯酸和15份丙烯酸丁酯，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份聚酯丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶液。将涂布后的挤塑聚苯板置于将上述涂布后的挤塑聚苯板置于功率为1000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射40s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0058] 实施例2

[0059] 在烧杯中加入30份丙烯酸和20份丙烯酸丁酯，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份聚氨酯丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液喷涂在挤塑聚苯板上。将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射30s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0060] 实施例3

[0061] 在烧杯中加入20份丙烯酸和20份丙烯酸丁酯，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀2
胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶液。将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为200mW/cm 、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射30s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0062] 实施例4

[0063] 在烧杯中加入20份丙烯酸、20份丙烯酸丁酯和2份γ‑氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶液。将
2
涂布后的挤塑聚苯板置于功率为200mW/cm、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射30s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0064] 实施例5

[0065] 在烧杯中加入20份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯和3份γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶2
液。将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为400mW/cm 、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射20s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0066] 实施例6

[0067] 在烧杯中加入15份丙烯酸、40份丙烯酸丁酯和2份γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气2
泡。将制备好的溶液辊涂在挤塑聚苯板上。将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为60mW/cm 、主波峰为365nm的LED紫外灯下照射60s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0068] 实施例7

[0069] 在烧杯中加入40份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯和2份γ‑氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。通过将保温板在制备好的溶液中浸渍提拉，使溶液涂布在保温板上。将涂布后的挤塑聚苯板置于功率为600W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射60s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0070] 对照例1

[0071] 挤塑聚苯板表面不做任何处理，直接与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0072] 对照例2

[0073] 在烧杯中加入50份丙烯酸，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶液。将涂布后的挤塑聚苯板置于将上述涂布后的挤塑聚苯板置于功率为1000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射40s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0074] 对照例3

[0075] 在烧杯中加入50份丙烯酸丁酯，将2份光引发剂溶解在单体中，磁力搅拌30min，使光引发剂完全溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯的烧杯中，继续搅拌，直至搅拌均匀，脱出气泡。将制备好的溶液涂布在挤塑聚苯板上，通过匀胶机将保温板吸附，旋涂甩出多余的溶液。将涂布后的挤塑聚苯板置于将上述涂布后的挤塑聚苯板置于功率为1000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射40s进行光固化。表面光固化后的挤塑聚苯板与粘结砂浆进行粘结，放入养护箱中养护28天。

[0076] 根据GBT 29906‑2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》的测试方法，分别测试实施例和对照例样品的拉伸粘结强度和耐水拉伸粘结强度，测试结果如表1所示：

[0077] 表1

[0078]

[0079]

[0080] 请结合实施例与对照例，说明本发明的构思(性能区别以及原理)：

[0081] 例如：

[0082] 通过实施例1～7与对照例1的对比可知，本发明在挤塑聚苯板出厂前，通过紫外固化涂层溶液对其进行表面改性，改善其与无机砂浆之间的表面润湿性，省去现场涂刷界面剂的步骤，提高二者的拉伸粘结及耐水拉伸粘结强度；

[0083] 通过实施例3与实施例4的对比可知，本发明通过添加硅烷偶联剂，可以提高挤塑聚苯板与粘结砂浆的耐水拉伸粘结强度；

[0084] 通过实施例3与对照例2的对比可知，本发明若单体只选择添加功能单体，则由于缺乏软单体所提供的粘附作用，拉伸粘结强度会有所降低；

[0085] 通过实施例3与对照例3的对比可知，本发明若单体只选择添加软单体，则由于缺乏功能单体所提供的化学结合作用，拉伸粘结强度会有所降低。

[0086] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。